Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XIX.B.240

Комплексные эксперименты по валидации методов дистанционного измерения спектров морского волнения

Бондур В.Г. (1), Дулов В.А. (2), Мурынин А.Б. (1,3)
(1) НИИ "АЭРОКОСМОС", Москва, Россия
(2) Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Российская Федерация
(3) Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" РАН (ФИЦ ИУ РАН), Москва, РФ
Оценка спектров ветрового волнения по изображениям морской поверхности в видимом диапазоне актуальна для широкого набора прикладных и фундаментальных задач. Уже достигнуто хорошее согласие спектров, полученных дистанционными и натурными методами, в том числе в областях искусственных сликов, а также при съёмке океанских волн в различных стадиях развития [1 - 5].
В настоящем докладе обсуждается метод восстановления спектров по спутниковым изображениям высокого разрешения и валидация этого метода по данным комплексных подпутниковых измерений.
Подход к восстановлению спектров основан на формировании восстанавливающего оператора методом численного моделирования с учетом нелинейного характера модуляции поля яркости уклонами морской поверхности [1]. Для валидации разработанного метода были проведены специальные подспутниковые эксперименты на Черноморском подспутниковом полигоне МГИ РАН в п. Кацивели. Работы велись при различных скоростях ветра и высотах волн и охватывали случаи как развивающегося волнения, так и зыби. Валидация выполнялась путём сопоставления спектров волнения, восстановленных по спутниковым изображениям со спектральными характеристиками морского волнения, измеренными струнными волнографами в контролируемых условиях.
Сравнение волнового спектра и его статистических характеристик показало соответствие результатов, полученных при обработке спутниковых изображений высокого пространственного разрешения, и результатов обработки данных, полученных различными наземными средствами. В частности, получено хорошее качественное согласие спектров, полученных дистанционным и натурным методами в области искусственно созданной аномалии, связанной с гашением коротких волн масляной пленкой на воде. Сопоставляемые частотные спектры волн демонстрируют соответствие не только в области спектрального пика, но и для более коротких волн.
Проведенные комплексные эксперименты позволили выполнить валидацию метода восстановления спектров уклонов и возвышений морского волнения по спектрам аэрокосмических оптических изображений в широком диапазоне пространственных частот.
Работа НИИ «АЭРОКОСМОС» выполнена при финансовой поддержке Российской Федерации в лице Минобрнауки России в рамках соглашения №075‒15‒2020‒776.
Работа МГИ РАН выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 21-17-00236). Контактные данные получены в рамках госзадания МГИ РАН № 0555-2021-0005.

Ключевые слова: дистанционное зондирование, аэрокосмические изображения, спектры волнения, ветровые волны, подспутниковый эксперимент, обработка изображений
Литература:
  1. Bondur V., Murynin A. The Approach for Studying Variability of Sea Wave Spectra in a Wide Range of Wavelengths from High-Resolution Satellite Optical Imagery. J. Mar. Sci. Eng. 2021, 9, 823. https://doi.org/10.3390/jmse9080823
  2. Dulov V.A.; Yurovskaya M.V. Spectral Contrasts of ShortWindWaves in Artificial Slicks from the Sea Surface Photographs. Phys. Oceanogr. 2021, 28, 348–360. http://physical-oceanography.ru/repository/2021/3/8.html
  3. Bondur V.G.; Vorobyov V.E.; Murynin A.B. Retrieving Sea Wave Spectra Using High Resolution Satellite Imagery under Various Conditions of Wave Generation. Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2020, 56, 887–897
  4. Bondur V.G.; Dulov V.A.; Murynin A.B.; Yurovsky Y.Y. A Study of Sea-Wave Spectra in a Wide Wavelength Range from Satellite and In-Situ Data. Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2016, 52, 888–903.
  5. Kudryavtsev V., Yurovskaya M., Chapron B., Collard F., Donlon, C., 2017. Sun glitter imagery of ocean surface waves. Part 1: Directional spectrum retrieval and validation. J. Geophys. Res. 122, 1369-1383. http://dx.doi.org/10.1002/2016JC012425

Презентация доклада

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

77